[发明专利]一种软化水碳钢专用缓蚀剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软化水碳钢专用缓蚀剂，具体涉及一种工业循环软化水冷却高温系统碳钢材质的换热器及其管道的缓蚀剂，以及该缓蚀剂的使用方法。

背景技术

炼铁、炼钢、炼油、制氧以及某些化工循环冷却水系统，由于温度很高，为了防止使用含有钙、镁离子的地下、地表水引起结垢，影响换热，甚至造成换热器熔化穿孔事故，便采用去离子软化水。为了节省造价，换热器及其管道一般都是采用碳钢材质，而碳钢极易腐蚀，温度特高又促进了腐蚀。此外，由于软化水造价较高，用户又认为软化水不会结垢，为节约成本，就极少排污补充新水，甚至常年不排，而循环水受热后蒸发浓缩，水中导致化学腐蚀的有害离子如Cl^-、SO₄^2-等却不蒸发逸出去，仍然留在水中，越积越多。这些因素造成碳钢材质的换热器及其管道腐蚀十分严重，往往冷却水呈桔红色（Fe₂O₃）。通常的处理方法是：停产—酸洗除锈—预膜—清洗—投加缓蚀剂维护运行。

为了降低腐蚀速率，延长设备使用寿命，在投入生产之前，以及日后的检修中，需要对设备进行清洗-除锈-预膜。通常的预膜剂由磷酸盐和硫酸锌组成，这种沉积型保护膜，一是附着力不高，二是不耐酸碱，当循环水的PH小于7时，就会自动溶解；PH大于8.5时，又会自动脱落。而保护膜一旦受到破坏，却又无法修复，即使投加大量的缓蚀剂，也很难达到缓蚀标准。

经检索大量的相关专利文献，目前尚未检索到能够在不停产的情况下，直接将铁锈转化为硬度高、耐高温、耐腐蚀的保护膜，并在运行中该膜受到破坏时，又具有自动修复功能的软化水缓蚀剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在不停产的情况下，直接将铁锈转化为硬度高、耐高温、耐腐蚀的保护膜，并在运行中该膜受到破坏时，又具有自动修复功能，缓蚀效果达到或好于GB/50050-2007的软化水碳钢专用缓蚀剂，还提供了一种在工业循环软化水冷却高温系统中碳钢材质的换热器以及管道上使用上述软化水碳钢专用缓蚀剂的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种软化水碳钢专用缓蚀剂，所述缓蚀剂作为铁锈转化剂应用于工业循环软化水冷却高温系统中碳钢材质的换热器以及管道，其创新点在于：所述缓蚀剂包括磷酸、磷酸二氢锌、钨酸钠、钼酸铵和鞣酸，其中磷酸、磷酸二氢锌、钨酸钠、钼酸铵和鞣酸各自的重量份：磷酸1.2～1.7份，磷酸二氢锌0.3～0.4份，钨酸钠0.1～0.2份，钼酸铵0.2～0.25份，鞣酸0.3～0.34份。

优选的，所述磷酸、磷酸二氢锌、钨酸钠、钼酸铵和鞣酸各自的重量份：磷酸1.5份，磷酸二氢锌0.35份，钨酸钠0.15份，钼酸铵0.22份，鞣酸0.33份。

优选的，所述缓蚀剂的剂型为粉末剂型或浆状剂型或液体剂型或固体剂型。

一种软化水碳钢专用缓蚀剂的使用方法，其创新点在于具体步骤如下：（1）首次转化铁锈时，投入缓蚀剂与所需处理软化水的质量关系为：按循环冷却系统软化水保有水量计算，投入缓蚀剂的量为1362～2724mg/L；（2）后续运行维护时，缓蚀剂的添加量与循环冷却系统中新补充的去离子软化水关系为:按补充的去离子软化水计算，投入的缓蚀剂量为20～30mg/L。

本发明的优点在于：

（1）本发明的软化水碳钢专用缓蚀剂，其理论基础支撑和实现原理：是在已经腐蚀生锈的碳钢材质的换热器及其管道表面，在不停产的情况下，免去酸洗、预膜，直接将铁锈转化为黑色保护膜；当这种保护膜在运行中受到破坏时，又能自动修复；

具体的，缓蚀剂中的磷酸，使铁锈（氧化铁、三氧化二铁、四氧化三铁）溶解转化为难溶性的铁盐膜，同时与铁基体反应生成的磷酸二氢铁融为一体，形成附着力很好的磷酸铁盐保护膜；磷酸二氢锌，既是成膜物质，又能细化磷酸铁盐晶粒，使膜层减厚致密，提高耐腐蚀性能；由于循环水高倍浓缩，氯离子大量积累，钨酸钠可大大提高膜层的耐氯离子性能；钼酸铵与铁形成不溶于水的钼酸铁盐，改善膜层的耐水性能；鞣酸是一种络合剂，络合铁、锌、钨、钼离子，并使膜层成为不溶不熔的立体网状结构，完善保护膜，从而获得耐高温、高硬度、高附着力的灰-黑色保护膜，耐酸耐碱（PH4.5～9.5），耐腐蚀；由于该缓蚀剂具有铁锈转化功能，所以，在日后的运行维护中当保护膜受到破坏时，即能自动修复，从而获得优良的缓蚀效果。

（2）本发明的软化水碳钢专用缓蚀剂可直接把铁锈转化为高硬度、耐高温、耐腐蚀的保护膜，免去常规停产酸洗除锈—预膜—清洗过程，节水减排，又不影响生产。